Nota: el contenido de este cuaderno de trabajo persigue solamente fines académicos y no puede ser utilizado con otros fines. Todos los predimensionamientos obtenidos, en todo caso, deberían ser revisados y calculados por un experto en el diseño estructural. El autor no se hace responsable por el uso indebido o mala interpretación que pueda dársele a esta información.
ESTRUCTURAS EN ACERO ESTRUCTURAL Y OTROS METALES
1. Introducción al tema: Metales en Guatemala. Características generales del acero estructural. Ejemplo 1: Nido de Pájaros. La estética. 2. Actividad en clase (planos – diseño – entrega).
Sistemas Estructurales / Magíster Ing. Luis Stolz
Extracción de metales y no metales
Contexto guatemalteco 2017
Belice
Cobalto Mármol
México
Antimonio Zinc Cobre
Plomo
Tungsteno
Plata, Cobalto
Cobre
Cromo
Níquel
Yeso
Océano
Pacífico Mar Caribe
Plata
Plomo
Cuarzo
Feldespato Plata
Antimonio
Zinc
Cobre
Hierro, Plata
1.2%
Elaboración propia con información del Ministerio de energía y minas. Política Minera. (2017)
Los artesanos producían aleaciones: Calentamiento de hierro con carbon vegetal; incandescente y golpes con herramientas pesadas (martillos)
1829: Patente a Henry Palmer por lamina ondulada
1824: Joseph Aspdin patenta el cemento Portland.
Siglo XVIII acero galvanizado. Fe + Zn
C
AcerodeDamasco
Los artesanos producían
aleaciones, horno de viento monzón: India y Sri Lanka exportado a la China. Alto contenido de Carbono. Acero wootz.
1875: Ward construye el primer edificio en concreto reforzado.
1890: Randy McNally Building en acero
1884: E. Ransome patente por inventor la varilla corrugada de acero.
Siglo XIX Oersted aisla el Al por electromagnetismo.
1926: Semon + Goodrich plastifican el PVC: más flexible y fácil de fabricar Polímeros.
1960 todo el Al reciclado. Costo 5% de costo extraído de la piedra.
E R O
Acerodecrisol
Los chinos producían acero de baja calidad. Se obtenía calentando y enfriando el hierro y el carbón. Quitaban el carbon abruptamente y enfriaban la pieza. Carbono siempre presente.
TécnicaMessner–Siemens Técnicadecoladacontinua
Producción en masa.
Descarburización de la fundición Hierro dulce + óxido de hierro. Horno calentado con aceite de coque o gas de alto horno.
Calentar horno con electricidad. Heroult.
Molde + crisol + válvula
reguladora de metal fundido + molde + enfriamiento por agua + conformado con rodillo + corte + almacenaje = pieza con forma determinada.
1824: CP Aspdin
As corrugado
Villa Hennebique
Ingalls Building
Características básicas del acero al carbono.
Elacero estructural
Acero de Construcción (estructural), Inoxidables, galvanizados, otros.
99% del acero producido por la humanidad, ha sido reciclado.
Aumenta la resistencia a Tensión, y la fragilidad en frío. Reduce la tenacidad y y la ductilidad. Acero corrugado para concreto reforzado y construcción en acero.
A36: Formas estructurales y placas
A53: Tubería y tubería estructural, (baja aleación alta Resistencia) A572, A913, A992, otros.
E mín= 250 Mpa
Límite de Resistencia: 400-550 Mpa
Admite muy bien la soldadura.
Megapascales divididos por 0.007 para obtener lb/plg²
Tomado de la Norma NSE2 AGIES: FF es componente de aplanado que controla protuberancias y depresiones locales de la superficie de piso.
kg/ m² ~ 736 N/m² = 15.38 lb/pie²
Tomado de la Norma
Tomado de la Norma
01 kg/ m² = 9.81 N/m² = 0.205 lb/pie²
75 kg/ m² ~ 736 N/m² = 15.38 lb/pie²
Tomado de la Norma NSE2 AGIES: Barlovento: la zona de donde viene el viento. Sotavento: hacia donde va (se dirige) el viento.
Tomado de la Norma NSE2 AGIES: Tefra: Cualquier fragmento sólido de material volcánico expulsado a través de la columna eruptiva arrojado al aire durante una erupción volcánica.
Deflexiones (m) lo más importante es ¡¿cómo?! No ¡¿cuánto?!
DE CARGAS
CADA MARCO EN SENTIDO LONGITUDINAL.
Cargas gravitacionales trasladadas a las vigas
Cargas sísmicas se idealizan en los nudos
DIAGRAMA DE FUERZA CORTANTE
DIAGRAMA DE DEFLEXOINES Y DERIVAS
SISTEMAS DE ANCLAJE
1. Visitar la página de Alucobond USA y haga una creación de su propia fachada (facademaker) Alucobond® USA (alucobondusa.com)
2. Descargue el PDF “Combinando estética y diseño sostenible a través de fachadas” Escoja un proyecto de los mostrados y conteste a las siguientes preguntas.
2.1 Describir los atributos críticos de la fachada que contribuyen a un edificio hermético y energéticamente eficiente, promoviendo así la salud, la seguridad y el bienestar de los ocupantes.
2.2 Explicar cómo los materiales de calidad y alto rendimiento conducen a edificios sostenibles y estéticamente agradables.
2.3 Reconocer cómo la fachada y la envolvente del edificio son parte de un enfoque de sistemas.
2.4 Discuta cómo los recubrimientos de materiales y los recubrimientos de baja emisividad brindan exteriores más duraderos y espacios cómodos y de bajo consumo para los ocupantes.
3. Visualice los tipos de anclaje que existen explorando el sitio de detalles que se muestra: Details (alucobondusa.com)
SISTEMAS ESTRUCTURALES LIVIANOS definiciones desde Google
El Sistema Constructivo Liviano reparte el peso uniformemente, con placas planas para exteriores y lámina de yeso o fibrocemento para interiores, y entre ambas caras se colocan las instalaciones eléctricas, hidráulicas y sanitarias más el aislante térmico –acústico.
20 sept 2016
La construcción liviana es un sistema industrializado que tiene como principio la utilización de productos ligeros, materiales con espesores no mayores a una pulgada y que no requiere la adición de mezclas de agua, arena, cemento.
Es un método de construcción que usa como fundamento una estructura reticular liviana conformada por perfiles de acero galvanizado rolados en frío. Este armazón se reviste con placas de yeso o fibrocemento, aislamientos e instalaciones para construir muros, entrepisos, cielos rasos, bases de cubiertas, fachadas, entre otros elementos.
“Actualmente el aluminio sufre de una enfermedad similar a la que aquejaba a los tomates en el siglo XVIII: mucha gente no los consideraba por superstición e ignorancia. Mientras que los europeos evitaban los tomates por temor a que fueran venenosos, los ingenieros parecen evitar el aluminio por razones igualmente infundadas en la actualidad.”
Kissell, J. & Ferry, R. (2002, 2ª. ed). Aluminium structures. A guide to their specifications and design. United States of America: John Wiley & Sons, Inc.
Núcleo aislante
2-5mm de espesor
100% polietileno
Caras expuestas
0.5mm de espesor piel de aluminio
EL PANEL COMPUESTO DE ALUMINIO
SISTEMAS ESTRUCTURALES LIVIANOS ALUMINIO
Panel compuesto de aluminio (Núcleo inflamable)
El calor de un fuego:
Se conducirá rápidamente al núcleo a través del aluminio delgado.
El núcleo aislante:
Pierde la capacidad de unión, lo que hace que las capas delgadas externas de aluminio se deformen y deslaminen
El núcleo aislante:
Se derrite y puede encenderse.
“Un mito es que el aluminio no es lo suficientemente fuerte para servir como metal estructural. El hecho es que, la aleación de aluminio estructural más común, 6061-T6, tiene un límite elástico mínimo de 35 ksi (240 MPa), que es casi igual al del acero estructural A36.”
Kissell & Ferry (2002)
▪ Marco de ventana
▪ Muros cortina en fachadas
USOS FRECUENTES
SISTEMAS ESTRUCTURALES LIVIANOS ALUMINIO
▪ Paneles compuestos de aluminio (ACP)
▪ Paneles de pared
▪ Láminas para techos
Varghese, P.C. (2015, 2ª ed). Building materials. India: PHI
